BGA植球中助焊剂的应用工序及核心要求

 

 

BGA植球是实现芯片与基板互连的关键工艺，助焊剂的应用直接决定焊球定位精度、焊接可靠性与焊点质量，其工序适配性、性能要求均与其他封装焊接存在显著差异。

 

一、BGA 植球中助焊剂的核心应用工序

助焊剂仅在焊球放置前的涂覆工序集中使用，是植球工艺的“桥梁”。

助焊剂在BGA植球中的工序大概为：焊盘预处理（清洗除氧化）后、焊球放置前，通过针转移、钢网印刷或喷雾方式，在BGA焊盘表面均匀涂覆一层助焊剂。

核心作用包括：

1、粘结固定——利用助焊剂常温下的粘性，将预成型焊球精准吸附在对应焊盘上，避免运输至回流炉过程中移位。

2、活化润湿——回流时助焊剂清除焊盘（如Ni/Au、CuOSP）与焊球表面氧化层，降低焊料表面张力，促进焊球与焊盘冶金结合。

3、防氧化保护——挥发产生的气体隔绝空气，避免焊接过程中焊球二次氧化。

 

 二、BGA植球对助焊剂的专属要求

基于植球工艺“定位精准、细间距适配、低缺陷” 的核心需求，助焊剂需满足以下6点关键要求：

1、粘度适配。常温粘度需控制在5000-15000cP（25℃），既要保证焊球吸附后30分钟内无移位，又要避免粘度过高导致焊球无法与焊盘充分贴合。细间距 BGA（≤0.5mm）需选用更高粘度（10000-15000cP），防止回流时焊球漂移桥连。

2、活性适中。选用中等活性（RMA级），有机酸含量3%-5%——既能有效清除轻度氧化层（如NiO、SnO₂），又不会腐蚀焊盘镀层（尤其Au/Ni 镀层），避免焊后出现黑盘现象。

3、残留特性。免清洗配方，残留量≤0.3mg/cm²，且残留膜需具备高绝缘性（绝缘电阻≥10¹²Ω）、无腐蚀性，避免细间距焊点间漏电或长期使用后氧化失效。

4、温度窗口匹配。活性温度区间需覆盖焊料熔点（如SAC305焊球对应180-245℃），回流时助焊剂挥发速率与焊球熔化节奏同步，无爆沸现象（防止产生焊点空洞）。

5、铺展控制：铺展率≤120%，避免助焊剂过度流动导致相邻焊球粘连（桥连），尤其适配0.3mm以下超细间距植球。

6、环保合规：无卤素（Cl⁻+Br⁻＜0.1%）、无铅，符合RoHS 2.0、AEC-Q101标准，适配消费电子、汽车电子等场景。

 

三、与其他封装焊接助焊剂的核心差异

BGA植球助焊剂的设计逻辑聚焦“定位 + 润湿”双重需求，与SMT回流焊、功率器件钎焊、WLCSP Bump制作的助焊剂差异显著。其差异如下表格：

封装类型	核心差异点	助焊剂关键特性对比
BGA植球	侧重焊球定位与防漂移	高粘度、中等活性、低铺展率、低残留
SMT回流焊 （锡膏）	侧重印刷适配与润湿	低粘度（2000-8000cP）、活性可调、触变性强（预混于锡膏）
功率器件钎焊 （SiC/晶闸管）	侧重高温稳定性	高温活性（200-300℃）、高绝缘性、低挥发物
WLCSP Bump制作	侧重细间距印刷精度	超细粉适配（7/8 号粉）、高触变性、极低空洞率

具体差异解析：

SMT助焊剂多预混于锡膏，粘度更低以适配钢网印刷，触变性强（防坍塌）。而 BGA 植球助焊剂需独立涂覆，粘度更高以实现焊球固定，铺展率更严格（防桥连）。

功率器件钎焊温度高（250℃以上），助焊剂需具备高温活性与低挥发特性。BGA植球回流温度较低（245℃以下），更侧重粘度控制与定位精度，无需耐受极端高温。

WLCSP Bump间距更小（≤50μm），助焊剂需适配超细焊粉印刷，侧重空洞抑制。BGA植球间距较大（≥0.3mm），核心痛点是焊球漂移与桥连，对粘度和铺展率的要求更突出。

 

简言之，BGA植球助焊剂的核心竞争力在于“粘性与活性的平衡、铺展与残留的控制”，这是区别于其他封装焊接助焊剂的关键，也是保障植球良率的核心。